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西安新鸿业投资发展有限公司|波峰焊接孔孔铜缺失的失效机理简析

发布时间:2020-10-13 07:15:01来源:澳门皇冠体育_皇冠体育官网|澳门皇冠首页编辑:澳门皇冠体育_皇冠体育官网|澳门皇冠首页阅读: 当前位置:首页 > 历史年表 > 手机阅读

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插件孔是构建PCB有所不同层线路点对点的主要桥梁,因而其孔内铜层的完整性沦为PCB倍受注目的热点之一。仍然以来,孔无铜的过热案例屡见不鲜,严重影响PCB的性能和可靠性。在焊过程出现异常时,孔铜被锡岩溶(浸析现象)是造成孔无铜的少见过热原因之一,目前有关此类过热案例的分析文章尚少,本文融合一例波峰焊后锡溶铜造成的孔无铜过热案例,对波峰焊后焊面孔铜缺陷的机理展开简析。

1波峰焊相接概述波峰焊是所指将熔融的软钎焊漆,经电动泵或电磁泵喷流成设计拒绝的焊料波峰,均可通过向焊料池流经氮气来构成,使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰,构建元器件焊端或插槽与印制板焊盘之间机械与电气相连的软钎焊。波峰焊的主要工艺流程:将元件放入适当的元件孔中→预涂助焊剂→实蒸(温度90-100℃,长度1~1.2m)→波峰焊(220-240℃)→手术多余插件脚→检查。图1波峰焊示意图2过热案例分析2.1案例背景某PCB板在已完成波峰焊后外观检查找到SS面(即波峰焊相接接续面)整排1.5mm插件孔均经常出现缺陷的现象,其余方位外观上锡较好,并未找到孔环缺陷现象,不良率为0.67%,其表面处置为有铅喷出锡(HASL)。不当板孔环缺陷方位证实如图2右图:通过立体显微镜仔细观察PCB板不当方位的孔环情况,找到不当孔孔环方位无原始的铜层,部分方位已裸露出基材。

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通过查询涉及生产信息由此可知,该PCB板的生产流程还包括化学沉铜、负片电镀(最小孔壁铜薄拒绝为20μm)、磨板、酸性转印、有铅喷出锡等。2.2过热模式分析及定位根据该板的生产流程由此可知,有可能造成孔环缺陷的原因主要有:酸性转印的药水对铜的咬蚀,有铅喷出锡对铜的岩溶和波峰焊相接锡对铜的岩溶等。现对不当板的孔环缺陷方位和板上其它并未展开波峰焊相接的PTH孔展开横向切片分析对比,如图3右图:从图3可以显现出,对于表面处置为有铅喷出锡的PCB板,并未展开波峰焊相接的PTH孔的孔铜仅有被喷出锡过程咬掉4.4μm的厚度。而波峰焊后的PTH孔在波峰焊相接接续面孔环缺陷的不良现象(如孔环缺陷方位-2右图),焊中止面孔的环的孔铜原始,因而可以回避不当孔的孔铜缺陷是由有铅喷出锡对铜的岩溶造成的。

另外,在不当孔的孔口方位有部分铜残余,残余的铜层厚度为14.9μm,阻焊下的铜层完好无缺,厚度为46.6μm,解释在阻焊工序之前孔环方位孔环铜薄满足要求,可以回避不当孔的孔铜缺陷是由酸性转印过程中被药水咬蚀造成。因此,推测不当孔的孔环铜层有可能是在先前展开波峰焊相接时出现异常,造成铜被锡岩溶的过热。

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2.3过热模式证实为了更进一步检验不当孔孔铜缺陷的真因,现对过热孔环方位展开横向切片分析,证实其过热模式,如图4右图:不当孔的孔铜在波峰焊之后,沿着焊接续面到中止面,孔铜由厚到薄交错,孔环、孔口和内侧孔壁铜皆被逐步岩溶,且焊接续面的孔环和孔口铜层优先被咬蚀整洁,而孔内靠近波峰面的孔环和孔壁铜则比较原始,被咬蚀丢弃的厚度较严重。2.4孔铜的浸析机理简析在焊过程中,焊料正处于熔融状态,浸泡熔融焊料的PCB板的铜会向锡中蔓延和沉淀,在生产中将这种现象称作浸析现象或“岩溶”现象。再次发生浸析现象的本质,是由于金属铜与液态焊料的金属锡之间不存在着较好的亲和力。波峰焊接所使用的焊料分成有铅和无铅焊料,在各种焊料中Sn都是主要成分,铜在锡的沉淀亲率各不相同许多因素:焊时的温度、焊料成分,以及焊时间和焊料的流动速度等。

在生产过程中,这些参数出现异常可能会造成孔铜被锡岩溶的不良现象。3提高建议铜在锡的沉淀亲率各不相同焊时的温度、焊料成分,以及焊时间和焊料的流动速度等因素。因此,可以通过以下方法掌控铜的岩溶程度:(1)准确设置波峰焊的温度曲线,并通过定期检测动态温度曲线来调节温度曲线;(2)必要延长焊时间,防止PCB板的铜长时间认识锡料;(3)定期清扫锡渣,强化设备的日常确保,让设备可以长时间工作,防止出现卡板、波峰失衡等现象。

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4结论在波峰焊中,一些生产出现异常不会造成PCB板的插件孔浸泡锡料的时间过久,孔铜会被逐步浸析沉淀,沉淀在锡料的Cu随着时间的缩短不会更加多,不会造成锡料的黏度减少以及锡料熔点下降等问题。在实际生产中,不应规范操作者,严苛管控焊温度和焊时间等工艺参数,提高人员的操作技能等,避免PCB板在生产过程中经常出现孔铜岩溶的过热现象。-澳门皇冠体育。

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